Um novo estudo revela que a dinâmica coletiva do cérebro – sua chamada criticalidade – não é uniforme, mas organizada hierarquicamente, espelhando a estrutura anatômica do cérebro. Pesquisadores do Brasil e da Austrália descobriram que as assinaturas de criticalidade mudam sistematicamente ao longo da hierarquia conhecida no córtex visual e hipocampo de camundongos, fornecendo uma ligação direta entre a atividade neural e a arquitetura cerebral.
Liderado por Gustavo G. Cambrainha e colegas, a equipe aplicou métodos de grupo de renormalização fenomenológica a dados de disparos neuronais em larga escala do córtex visual e hipocampo de camundongos. Eles descobriram que os expoentes de criticalidade, que medem o quão próximo um sistema está de um ponto crítico, variam ao longo do gradiente anatômico. Surpreendentemente, os expoentes baseados em propriedades estáticas (como distribuições de taxa de disparo) mostraram um gradiente em uma direção, enquanto o expoente dinâmico (relacionado a correlações temporais) apontou na direção oposta. Essa organização dependente da medida sugere uma estrutura mais rica do que se pensava anteriormente.
Além disso, quando os camundongos se engajaram em uma tarefa visual, as assinaturas de criticalidade foram fortemente moduladas, e as correlações entre marcadores em diferentes regiões cerebrais foram suficientes para reconstruir a hierarquia anatômica a partir apenas da dinâmica. Os expoentes de escala seguiram relações teoricamente previstas e covariaram com a posição hierárquica. O estudo, postado no servidor de pré-impressão arXiv, envolveu gravações do sistema visual do camundongo (áreas V1, LM, AL, etc.) e hipocampo durante condições de repouso e tarefa.
Por que isso importa para o seu cérebro? Essas descobertas sugerem que a capacidade do seu cérebro de operar perto de um ponto crítico – equilibrando ordem e caos para processamento ótimo de informações – não é uniforme. Diferentes regiões podem ser sintonizadas de forma diferente com base em seu papel na hierarquia. Isso pode explicar por que algumas funções cognitivas são mais robustas ou flexíveis do que outras. Entender essa organização pode, eventualmente, ajudar a projetar programas de treinamento que visem níveis hierárquicos específicos para melhorar o desempenho cognitivo.
O que você pode fazer: Embora você não possa mudar diretamente seus expoentes críticos cerebrais, pode se engajar em atividades que promovam uma dinâmica cerebral saudável. Desafios cognitivos regulares, atenção plena e exercícios físicos demonstraram modular padrões de atividade cerebral. Manter-se mentalmente ativo pode ajudar a manter um estado crítico benéfico em todos os níveis hierárquicos.
Fonte: arXiv q-bio.NC
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